自密实混凝土在板式无砟轨道中的应用及施工质量控制

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广东科技2013.4.第8期自密实混凝土在板式无砟轨道中的应用及施工质量控制

吕开拓

[中铁五局(集团)有限公司路桥分公司,广州番禺511400]

摘要:介绍了自密实混凝土的特点,以及用在无砟轨道施工中的特殊性。在CRTSⅢ型板式无砟轨道施工中,对自密实混凝土的质量控制要做到事前、事中、事后三个环节,确保自密实混凝土的施工质量。关键词:自密实混凝土;板式无砟轨道;质量控制

1自密实混凝土性能特点

自密实混凝土于20世纪80年代后期由日本首先发明并

应用,1988年日本东京大学教授冈村甫(Okamura)最早开发出

“不振捣的高耐久性混凝土”,其关键技术是通过掺加高效减水

剂和矿物掺合料,可在低水胶比条件下,大幅提高混凝土拌合

物的流动性,同时保证其具有良好的粘聚性、稳定性,防止泌水

和离析。1996年冈村甫在美国德克萨斯大学讲学中,首次命名

为“自密实高性能混凝土”[1]。

自密实混凝土是高性能混凝土的一种,即主要依靠自重,

勿需振捣即可自行填充模型且包裹配筋,其拌合物具有良好的

流动性、粘聚性、保水性及填充性,不离析、不泌水且硬化后具

有良好的力学性能和耐久性能。

自密实混凝土硬化体的性能与普通混凝土并无明显差异,

其突出的性能优势体现在工作性能上。自密实混凝土工作性的

内涵包括下面三个基本性能:①高流动性。保证混凝土能够绕

过障碍物,充分填充模型内每个角落。②高稳定性。保证混凝土

质量均匀一致,即不离析、不泌水。③通过钢筋间隙能力。保证

混凝土穿越钢筋间隙时不发生阻塞。高流动性和高稳定性是自

密实混凝土工作性的灵魂,是矛盾的统一体,配制自密实混凝

土最主要是要控制好“高流动性”与“高稳定性”之间的和谐统

一。

2自密实混凝土在板式无砟轨道中应用的特

殊性

自密实混凝土由于在浇筑过程中不需要振捣,依靠自重自

然流平,浇筑时间大幅度缩短,而且降低工人劳动强度,提高混

凝土表面质量,并且可以浇筑形状复杂和密集配筋的结构,因

此在工业和民用建筑中得到了越来越广泛的应用[2]。自密实混

凝土用于高速铁路还是起步阶段,最初应用于京津城际道岔板

的充填层施工,之后又应用于京沪高速铁路、石武客专和京石

客专的道岔板充填层,近期应用于盘营客专、武汉城际铁路以

及成绵乐铁路眉乐段的无砟轨道Ⅲ型板充填层施工。与用在工

业和民用建筑中相比,自密实混凝土用于高速铁路施工中有其

特殊性[3]:①在工业和民用建筑中,自密实混凝土灌注是开放

结构,如果表面有气泡和浮浆等质量缺陷,可以通过抹面等工

艺加以消除。而在高速铁路的无砟轨道施工中,自密实混凝土

灌注是封闭结构,如果自密实混凝土灌注后表面有气泡和浮浆等质量缺陷,将无法消除;②在工业和民用建筑中,在自密实混

凝土灌注过程中,起阻碍作用的仅仅是钢筋。而在高速铁路的

无砟轨道施工中,在自密实混凝土灌注过程中,起阻碍作用的

不仅仅是钢筋,还有钢筋网片、绝缘卡等障碍物;③在工业和民

用建筑中,可以辅助振捣。而在高速铁路的无砟轨道施工中,振

捣无法实施;④在工业和民用建筑中,施工地点比较集中,原材

料控制较为容易。而在高速铁路的无砟轨道施工中,施工地点

呈条状分布,原材料来源不稳定,不易控制。正是因为在高速铁

路的无砟轨道施工中,自密实混凝土的应用有诸多特殊性,因

此对自密实混凝土质量的控制就尤为重要。

3自密实混凝土在板式无砟轨道中的质量控制

3.1事前控制

事前控制就是指对原材料的控制。自密实混凝土的性能尤

其是拌合物的性能对原材料相当敏感,原材料的性能稍有变

化,自密实混凝土拌合物的性能就会发生变化。比如自密实混

凝土所用砂子,自密实混凝土的砂率一般都较大,约在45~55%之间,砂子细度模数的变化对自密实混凝土拌合物性能的变化

影响很大。我项目部砂子细度模数在2.4左右,如果细度模数偏

小,小于2.1,混凝土就会偏粘,流动性变差;如果细度模数偏

大,大于2.7,混凝土的粘聚性变差,容易离析、泌水。如果原材

料性能发生较大变化,试验室应根据情况及时调整配合比。

3.2事中控制

事中控制就是指从自密实混凝土搅拌、运输到灌注以及养

护拆模等整个全过程,涵盖的内容较多。

(1)自密实混凝土搅拌应采用卧轴式、行星式或逆流式强

制搅拌机搅拌。原材料采用电子计量系统计量,称量的最大允

许偏差应符合下列规定(按重量计):胶凝材料(水泥、矿物掺和

料等)±1%;外加剂±1%;骨料±2%;拌合用水±1%。在搅拌混凝

土前,一定要严格测定砂、石的含水率。砂石的含水率若测不

准,会引起自密实混凝土配合比的变化,从而影响混凝土拌合

物性能和硬化体性能。

(2)自密实混凝土运输车内不得残留其它品种的混凝土,

运输自密实混凝土过程中,应保持运输混凝土的道路平坦通

畅,确保混凝土在运输过程中能够保持均匀性,运到浇筑地点

不发生分层、离析和泌浆等现象。在运输过程中严禁在混凝土

搅拌车中加水,在卸料前要高速搅拌30s方可卸料,

由于混凝交通建设

91广东科技2013.4.第8期土的触变作用,高速搅拌可使混凝土处于最佳的工作状态,有

利于自密实混凝土的灌注。

(3)自密实混凝土在沿线间水平运输时,一定要有带合适

搅拌装置的转运料斗或者用可在线间水平运输的小型搅拌车。

我项目部自行加工改造了可在线间水平运输的小型搅拌车,解

决了混凝土在线间运输中的离析问题。在线间运输的小型搅拌

车如图1所示。

(4)自密实混凝土的流动性大,对模板的侧压力大,所以轨

道板上要设置有足够数量的扣压装置,否则容易造成轨道板浮

板,若在曲线段施工,也容易造成轨道板侧移。轨道板上的扣压

装置如图2所示。

(5)自密实混凝土灌注时要有合适的灌注压力和灌注速度。

自密实混凝土是依靠自重向前流动并填充整个模板达到密实成

型,所以在灌注过程中必须有一定的压力才能保证自密实混凝

土填充整个模板,如果灌注压力不够,很容易造成灌注不饱满,

导致轨道板和充填层之间出现离缝。再者,如果灌注压力不够,

混凝土在轨道板间流速太慢,一来影响混凝土施工速率,工效较

低,二来容易造成混凝土在轨道板间停滞不流。自密实混凝土灌

注要保证一定的连续性,防止在灌注过程中断料引入空气,避免

在混凝土内部形成“孔洞”和表面蜂窝麻面。自密实混凝土灌注

过程如图3所示。

(6)在施工现场一定要配置专业的技术人员,全程跟踪自

密实混凝土灌注过程,在现场中发现问题及时与搅拌站和试验

室沟通,及时调整配合比。

(7)自密实混凝土灌注后应及时养护,养护时间不得少于14d。当自密实混凝土强度达到10.0MPa以上,且其表面及棱角

不因拆模而受损时,可以拆除轨道板四周模板。拆模后,应采取

土工布包裹、养护膜覆盖或喷养护剂等保湿和保温养护措施。

在冬季和夏季拆模后,若天气产生骤然变化时,应采取适当的

保温(冬季)隔热(夏季)措施。自密实混凝土的养护如图4所

示,拆除模板后先用塑料薄膜包裹,然后用土工布覆盖。

3.3事后控制

事后控制就是指在自密实混凝土灌注拆模后,对自密实混

凝土表观质量的检查控制。自密实混凝土模板拆除后,要对自

密实混凝土表观质量进行检查,是否存在离缝、泡沫层等质量

缺陷,发现问题及时查询原因,追溯当时灌注时的混凝土入模

状态,现场施工情况等,把质量隐患消除掉。

4结语

自密实混凝土应用于高速铁路尚属起步阶段,有许多东西

还需逐步摸索和完善。现场施工人员,尤其是现场管理人员一

定要有强烈的质量意识,从思想上认识到加强质量控制的重要

性。加强对现场技术人员、生产和施工人员的质量培训,强化质

量意识,把我国高速铁路建设成世界一流的高速铁路。

参考文献:

[1]吴中伟,廉慧珍.高性能混凝土[M].北京:中国铁道出版社,1999.[2]张秋生.自密实混凝土综述[J].福建建筑,2009(5):53~55.[3]赵国堂,李化建.高速铁路高性能混凝土应用管理技术[M].北京:中国铁道出版社,2009.

作者简介:吕开拓(1986~),男,汉族,助理工程师,主要从事工

程管理方面的工作,现任中铁五局成绵乐铁路工程乐山指挥部

第一项目部无砟轨道架子队队长。图1在线间运输的小型搅拌车

图2轨道板上的扣压装置

图3自密实混凝土的灌注过程图4

自密实混凝土的养护交通建设

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